Введение к работе
Актуальность. Все возрастающие требования современной техники к полимерным материалам, опережающие возможности синтеза новых высо комолекулярных соединений, обусловливают необходимость поиска материалов, обладающих новым комплексом свойств путем комбинирования уже известных полимеров. При этом наряду с химической модификацией исходных полимеров и получением сополимеров возможно создание композиций на основе смесей полимеров, характеризующихся неаддитивным проявлением свойств.
В последние годы намечается тенденция к использованию научно обоснованных принципов в разработке композиционных материалов на основе полимерных смесей вместо традиционного эмпирического подхода к составлению смесей. Знание закономерностей химических и физико-химических процессов, происходящих иа этапах смешения и превращения компонентов, позволяет прогнозировать состав и свойства получаемых композиционных материалов.
Одна из задач по разработке композиционных материалов на основе смесей полимеров, совершенствованию их технологических и эксплуатаци — онных характеристик возникает в связи с применением волновой технологии, базирующейся на использовании теории нелинейных колебаний многофазных систем и ряда резонансных эффектов и позволяющей интенсифицировать тепло —массообменпые процессы, получение дисперсных систем и др. Однако , более широкое и успешное применение волновой технологии в различных отраслях промышленности и хозяйства в целом ограничено трудностями, связанными , в частности, с повышением ресурса эксплуатации узлов и агрегатов из—за дефицита материалов, обладающих повышенной износостойкостью , теплостойкостью и инертностью к агрессивным средам в условиях вибрационного воздействия. Естественным в связи с названным комплексом свойств представляется поиск таких материалов среди фторполи -меров, а именно композиций на основе фторопластов и фторэластомеров Замечательные и уникальные свойства фторполимеров делают их незаме — нимыми во многих областях практического применения. В то же время значительно меньше сведений об использовании их комбинаций.
Таким образом постановка работы, направленной на выявление взаимодействия различных факторов, обусловливающих особенности взаимного влияния фторопластов, в первую очередь фторсополимеров, способных к трехмерному структурированию (сшивающихся фторопластов), и фторэ — ластомеров на свойства композиционных материалов на их основе, является актуальной. Систематическое изучение свойств таких материалов с целью прогнозирования поведения изделий из них в различных условиях эксплуатации становится еще более существенным при расширении возможных областей их применения в связи с конверсией в технике и промышленности.
Цель работы состояла в установлении закономерностей взаимного влияния некоторых фторсополимеров на свойства композиционных материалов на их основе и создании научно обоснованных принципов прогнозирования особенностей поведения и модифицирования смесей фторсополимеров для получения композиционных материалов с улучшенным ком — , плехсом свойств.
Научная новизна
— В работе впервые выполнено систематическое исследование вза
имного влияния ряда фторсополимеров на свойства композиционных мате
риалов на их основе.
—Установлено, что кристаллизующиеся фторсополимеры — сополимеры тетрафторэтилена (ТФЭ) с винилиденфторидом (ВФ) и ТФЭ с трифторзтиленом проявляют бифункциональное действие по отношению к
фторэластомеру сополимеру гексафторпропилена (ГФП) и ВФ. На стадии
переработки они снижают вязкость смесей, улучшают их технологические свойства. В дальнейшем эти "временные пластификаторы" превращаются в эффективные усилители фторэластомера.
— Показано, что модифицирующее (усиливающее) влияние фторсо
полимеров в изученных системах объясняется действием двух факторов
существованием ориентациошюго эффекта, связанного с наличием у кри
сталлических фторсополимеров морфологических образований аннзодиамет —
ричного типа и физическим взаимодействием между ними, а также со
вместным образованием трехмерно— сшитых структур.
-Выявлено различие в усиливающем действии фторсополимеров, обусловленное главным образом их коллоидно—химическими особенностями разной степенью дисперсности).
Практическая значимость работы и ее реализация. На основании іроведенного исследования найдены пути и способы использования положительных эффектов взаимного модифицирования фторсополимеров Улучшение их технологических свойств позволило изготовить из этих ком -юзиционных материалов формовым методом детали различной конфигу->ации, в тон числе уплотиительные детали для комплектации волновой остановки, прошедшей производственное опробование на заводе строи-ельных красок и мастик (предприятии АО СКИМ).
В условиях комплексного воздействия агрессивных сред и виброуско — ієний в широком диапазоне амплитудно — частотных характеристик ука-анные узлы и детали показали высокую надежность и обеспечили возмож — гость интенсификации технологии получения и обработки 'с помощью вол — юпого воздействия процессов изготовления лакокрасочных материалов ЛКМ1. Изготовлены н получили положительную оценку потребителей ромышлепные партии ряда ЛКМ (пентафталепын лак, водно—дисперсионная раска, клей ЛДМ —К и др.).
Автор_задцгш;ает:
положение о бифункциональном действии сшивающихся фторо — ластов на фторэластомеры на основе сопомімера ГФП и ВФ;
установление анизотропии прочностных показателей у изученных месей и сшитых композиций и корреляции анизотропии структуры и рочностных свойств;
положение о двух факторах модифицирующего (усиливающего! лияння фторопластов, обусловленных существованием ориентационного ффекта, связанного с наличием у кристаллических фторсополимеров мор — юлогическнх образовании аннзодиаметричного типа и физическим вза -модействием между частицами фторсополимеров, а также их совместным груктурированием;
установление возможности использования разработанных комно — яцнй в качестве виброагрессивостойких уплотнителей на волновой установке \я интенсификации процесса получения лакокрасочных материалов.
Достоверность результатов, изложенных в Аиссерташш. Приведенные в диссертационной работе научные данные обоснованы сопоставлением с данными, полученными в результате эксперимента с реальными объектами.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на:
- межкафедральном семинаре в ДХТИ, г.Днепропетровск, 1988 г., -Российской научно-технической конференции "Новые материалы и
технологии", МАТИ-РГТУ, Москва, 199? г., -научной конференции отделения полимеров и композиционных
материалов ИХФ РАН, Москва, 1997 г.
Пуйлиу^пии По результатам исследования опубликовано 7 работ it получено 2 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из следующиа
разделов: введеіше, литературный обзор, экспериментальная часть,
результаты и их обсуждение, выводы, список литературы, включающие
150 наименований работ. Диссертация содержит ' 17 таблиц »